专利名称：用于双壁的管的连接系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种连接系统，用于双壁的管，所述管具有用不生锈材料制成的内管 和包围所述内管的外管。
背景技术：
双壁的管用于使不同材料的有利特性彼此连接，尤其是用于一方面形成尽可能稳 定的管并且另一方面可输送侵蚀性或腐蚀性的介质。双壁的管在此例如通过内高压成形 方法制造，在该内高压成形方法中，将内管插入到外管中并且使两个管彼此机械连接，其方 式是这些管在被加载内压的情况下扩张。接着将内管与外管在管端部上以密封焊缝进行熔 焊。通过管的端侧上的密封焊缝，这些管彼此相对固定，由此，这种双壁的管仅可用确定的 敷设方法敷设并且例如不可由大的转鼓展开。另外，管长度的截短和匹配不可在不破坏密 封缝的情况下进行，由此，在将双壁的管截断时必须将密封缝重新熔焊。对于在大的拉力下的应用而言通常很少使用用不生锈材料制成的管，因为这种材 料通常不具有足够的强度并且在高的拉负荷下开始屈服。为了可在大的拉力下使用不生锈的管，迄今必须使用高强度的不锈钢。这种钢具 有缺点这种钢成本非常高并且难于支配。另外，这种高强度的不锈钢通常仅当这种钢附加 地经历了提高强度的再处理时才可使用。强度的提高在此在多数情况下以膨胀为代价来进 行。所谓黑钢的使用经常是不可以的，因为黑钢在腐蚀性条件下尤其是对于输送腐蚀 性介质而言不可使用。两种材料的组合即作为内管的不锈钢和作为外管的高强度黑钢解决了该问题。只 是这些管不可毫无问题地彼此连接，因为这些管通常不可熔焊，因为这是一种伴随着强度 损失的热处理。出于该原因，必须螺纹连接这种管。用于双壁的管的管连接已由DE 102 57 224 Al公知。但在此要使用不生锈的管端部段，这些管端部段一方面昂贵并且另一方面在 螺纹连接时对于管的竖直使用而言带来问题，因为在这种使用中产生较大的垂直的负荷和 拉力并且用特种钢制造的管端部段不可传递高的拉力。不可通过用普通钢制成的管端部短来替换用特种钢制成的管端部段，因为对于这 种构件不可保证腐蚀保护。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种连接系统，通过该连接系统一方面可传递高的拉力 并且另一方面可提供足够的腐蚀保护。根据本发明，该任务通过具有权利要求1特征的连接系统来解决。本发明的有利 构型和进一步构型在从属权利要求中描述。根据本发明的连接系统用于双壁的管，所述管具有用不生锈材料、尤其是不锈钢 制成的内管和包围内管的外管，所述外管具有比内管的抗拉强度大的抗拉强度，该连接系统提出，在外管上在管端部上构造有螺纹并且在具有构造得与外螺纹相对应的内螺纹的螺 旋套筒中设置有密封环，该密封环由不生锈材料构造并且在螺纹连接状态中使套筒相对于 被输送通过内管的介质密封。以此方式，一方面可通过外管传递高的拉力，另一方面可进行 管端部之间的耐腐蚀的过渡，其方式是密封环提供管端部之间的尽可能平滑的过渡并且还 保护套筒以免与内管中的要输送的介质接触。
本发明的一个进一步构型提出，密封环在中央设置在套筒中，优选固定在套筒中， 其中，在套筒内部例如可设置槽或凹陷部，密封环配合到所述槽或凹陷部中。此外，固定可 机械地通过螺纹连接或者材料锁合地通过熔焊或粘接来进行。密封环在此优选由内管的材料构成，即由不锈钢构成，作为替换方案，密封环也可 由塑料构成。密封环在其端侧上可设置有突出部或凹入部，以便形成在装配状态中靠置在管端 部的或相应连接件的端侧上并且防止介质通过螺旋套筒排出的密封元件。密封环在此可这样设置和构造，使得该密封环在螺纹连接状态中在端侧靠置在被 螺纹连接的管的管端部上，由此在外管以及内管的管端部与密封环之间产生直接接触。在 此，内管可以或者在端侧与外管齐平地终止或者在外管的管端部前面结束。由此则在内管 的管端部与外管的内直径之间得到一个缩进部，该缩进部可被密封环弥补取代被密封环弥补，在密封环与管之间可设置耦合段，该耦合段例如与管端部的 特殊终止轮廓相匹配。该耦合段也由不生锈材料构成，优选由与内管类型相同的材料构成。密封环和耦合段的内直径基本上与内管的内直径相应，以便保证通过管路的流动 尽可能不受干扰。为了更好的密封，所述螺纹构造成锥状，由此还使螺纹连接容易；作为替换方案， 设置螺纹的圆柱状构型。套筒优选由至少具有外管材料强度的材料构成，也提出，套筒由与外管相同的材 料构造，例如由高强度钢构造。为了避免在装配期间密封环扭转，在密封环以及耦合段或管端部上构造有形状锁 合元件，这些形状锁合元件避免密封环和耦合段或管端部在周向方向上相对运动。
下面借助于附图对本发明的实施例进行详细描述。附图表示图1两个通过套筒连接的管的俯视图；图2根据图1的管连接装置的剖面视图；图3套筒的剖面视图；图4变型方案的部分剖切的视图；图5根据图4的整体剖面视图；以及图6套筒与密封环的放大的部分剖面。
具体实施例方式图1中示出了两个管1、2与其管端部。在管端部上设置有外螺纹13、23。两个管 1、2通过螺旋套筒3彼此连接。
在图2中在剖面视图中可看到，两个管1、2构造成双壁的并且具有外管11、21以 及内管12、22。内管12、22由不生锈材料、优选钢构成，而外管11、21由高强度材料、优选黑 钢构成。在管1、2的端部区域上形成锥状收缩的螺纹13、23。在所示实施形式中，内管12、 22在外管11、21的管端部15、25前面结束。两个管1、2通过螺旋套筒3彼此连接。在如在图3中可看到的套筒3内部形成向 外扩展的锥状的内螺纹31、32，这些内螺纹与管1、2的外螺纹13、23相对应。一个密封环4 在中间配合在套筒3内部，该密封环通过例如呈环绕的槽形式的形状锁合元件紧固以免轴 向移动，密封环4置入到所述环绕的槽中。除了通过槽来机械紧固之外也可将密封环4粘 接、钎焊或熔焊，也可设置附加的螺纹连接。在图2的所示实施例中，在密封环4与管端部15、25之间设置有耦合段51、52，这 些耦合段靠置在密封环4的端侧上。在背离密封环4的侧上，耦合段51、52被构造得与内 管12、22和外管21、22齐平地终止。套筒3的材料是与外管11、21的材料相同的材料，而密封环4以及必要时耦合段 51、52的材料与内管12、22的材料相应。
为了使一个管1上的力通过套筒3到另一个管2的传递不受横截面变化的侵害， 套筒3中的用于嵌入密封环4的凹部不大于套筒3的内螺纹31、32的深度。在端侧在密封环4上在嵌入到套筒中之后可过切削或成形来施加另外的密封元 件。由此仍可产生型廓和横截面变化。该系统的全部部件一彼此螺纹连接在一起，密封环 4与必要时存在的耦合段51、52 —起以匹配的轮廓保证由不生锈材料形成连贯的无缝隙的 表面。连贯的表面由内管12、22、密封环4和必要时的耦合段51、52构成。通过由于挤压而 对于所输送的介质不可透过的、由不生锈材料构成的表面保证在套筒3的内侧上不可发生 腐蚀。同时提供相同类型的足够强的连接，该连接可传递管1、2之间所出现的拉力，由此， 例如在钻探工程中对于管1、2的垂直安装也可使用这样的螺纹连接。图4中示出了两个连接好的管1、2的部分剖面视图，这些管通过套筒3彼此螺纹 连接。两个管1、2具有外螺纹13、23，这些外螺纹通过套筒3的相对应的内螺纹朝设置在 螺纹套筒3的中间的密封环4的方向拉。一个耦合段在所示实施例中未示出。在此，螺纹 13,23也构造成锥状并且朝密封环4的方向收缩，作为对此的替换方案，设置圆柱状的螺纹 构型也是可以的。图5中示出了根据图4的变型方案的完整剖面视图。图5中所示的连接的结构基 本上相应于根据图2的结构。相同的参考标号标记相同的构件。与图2不同，在图5中没 有设置耦合段51、52，而是密封环4直接靠置在管端部15、25上并且因此使套筒3相对于所 输送的介质密封。在一个短的区域上——在该区域中内管12、22不覆盖外管11、21，所输送 的介质与对应的外管11、21发生接触。该区域中的内直径相应于内管12和密封环4的内 直径，由此可保证所输送的介质基本上不受干扰地流动。在图6中在一个剖面视图中示出了螺纹套筒3的放大视图。密封环4在中间固定 在套筒3内部并且在朝向套筒3的外侧上具有整圆的轮廓。一个接片向内伸出，由此产生 一个蘑菇状的横截面。通过该横截面形成一个在径向方向上起作用的侧凹，由此，密封环4 在接片的区域中自增强地压紧在未示出的管端部15、25的靠置棱边上。管端部15、25配备 有向内指向的棱角，由此，管端部15、25挤入到密封环4中并且取代平滑靠置而发生存在于轴向方向上的覆盖。 作为无耦合段的构型的替换方案，可使用也具有耦合段的密封环4的几何构型，其中，耦合段51、52的对应的端侧端部具有与密封环4的横截面相对应的轮廓。
权利要求
连接系统，用于双壁的管(1，2)，所述管具有用不生锈材料制成的内管(12，22)和包围所述内管(12，22)的外管(11，21)以及螺旋套筒(3)和设置在该套筒(3)中的密封环(4)，所述外管具有比所述内管(12，21)的抗拉强度大的抗拉强度，其中，在所述外管(11，21)上在管端部上构造有螺纹(13，23)，该螺旋套筒具有内螺纹(31，32)，所述内螺纹构造得与所述外螺纹(13，23)相对应，该密封环由不生锈材料构造并且在螺纹连接状态中使该套筒(3)相对于被输送通过所述内管(12，22)的介质密封。
2.根据权利要求1的连接系统，其特征在于该密封环(4)在中央设置在该套筒(3)中。
3.根据权利要求1或2的连接系统，其特征在于该密封环⑷固定在该套筒(3)中。
4.根据上述权利要求之一的连接系统，其特征在于该密封环(4)由所述内管(12，22) 的材料构成。
5.根据上述权利要求之一的连接系统，其特征在于该密封环(4)在其端侧上设置有 突出部或凹入部。
6.根据上述权利要求之一的连接系统，其特征在于该密封环(4)在螺纹连接状态中 在端侧靠置在被螺纹连接的管(1，2)的管端部(15，25)上。
7.根据上述权利要求之一的连接系统，其特征在于所述内管(12，22)在所述外管 (11，21)的管端部前面结束。
8.根据权利要求7(如果该权利要求7引用权利要求1至5)的连接系统，其特征在于 在该密封环(4)与所述管端部(15，25)之间设置有耦合段(51，52)，所述耦合段由不生锈材 料构成。
9.根据上述权利要求之一的连接系统，其特征在于该密封环(4)的内直径相应于所 述内管(12，22)的内直径。
10.根据上述权利要求之一的连接系统，其特征在于所述螺纹(13，23；31, 32)构造成 锥状或圆柱状。
11.根据上述权利要求之一的连接系统，其特征在于该套筒(3)由至少具有所述外管 (11，21)的材料强度的材料构成。
12.根据上述权利要求之一的连接系统，其特征在于在所述耦合段(51，52)或所述管 端部(15，25)和该密封环(4)上构造有相对应的形状锁合元件，这些形状锁合元件避免密 封环(4)和耦合段(51，52)或管端部(15，25)在周向方向上相对运动。
13.根据上述权利要求之一的连接系统，其特征在于所述内管(12，22)由不锈钢构成。
全文摘要
本发明涉及一种连接系统，用于双壁的管(1，2)，所述管具有用不锈钢制成的内管(12，22)和包围所述内管(12，22)的外管(11，21)以及螺旋套筒(3)和设置在该套筒(3)中的密封环(4)，所述外管具有比所述内管(12，21)的抗拉强度大的抗拉强度，其中，在所述外管(11，21)上在管端部上构造有螺纹(13，23)，该螺旋套筒具有内螺纹(31，32)，所述内螺纹构造得与所述外螺纹(13，23)相对应，该密封环由不生锈材料构造并且在螺纹连接状态中使该套筒(3)相对于被输送通过所述内管(12，22)的介质密封。
文档编号F16L58/18GK101836023SQ200880112412
公开日2010年9月15日 申请日期2008年10月24日 优先权日2007年10月25日
发明者G·霍勒 申请人:布廷恩两合公司